C++ 基础输入输出

在 C++ 编程中，输入输出（I/O）操作是与用户和外部设备进行数据交互的关键环节。无论是从键盘获取用户输入，还是将程序结果输出到屏幕或文件，都离不开输入输出功能。本教程将深入介绍 C++ 中基础的输入输出操作，帮助你快速掌握这一重要部分。

一、标准输入输出流对象

C++ 标准库提供了iostream头文件，其中定义了std::cout（标准输出流对象）用于向控制台输出数据，std::cin（标准输入流对象）用于从控制台读取数据。

（一）使用std::cout输出

#include <iostream>

int main() {
    // 输出字符串
    std::cout << "欢迎来到 C++输入输出的世界！" << std::endl;

    // 输出变量
    int num = 10;
    std::cout << "变量 num 的值为：" << num << std::endl;

    // 输出表达式结果
    int sum = 5 + 3;
    std::cout << "5 + 3 的结果是：" << sum << std::endl;

    return 0;
}

在上述代码中，<<是输出运算符，它可以将多个数据依次输出。std::endl表示换行，相当于\n，用于在输出后换行。

（二）使用std::cin输入

#include <iostream>

int main() {
    int age;
    std::cout << "请输入您的年龄：";
    // 从控制台读取一个整数并存储到 age 变量中
    std::cin >> age;
    std::cout << "您输入的年龄是：" << age << std::endl;

    return 0;
}

>>是输入运算符，它会等待用户在控制台输入数据，并将输入的数据存储到指定的变量中。这里要注意，std::cin会根据变量的类型自动转换输入的数据类型，但如果输入的数据类型与变量不匹配，可能会导致错误结果。

二、输入输出格式控制

C++ 提供了多种方式来控制输入输出的格式，使输出结果更加美观和符合需求。

（一）设置宽度

可以使用setw函数（需要包含<iomanip>头文件）来设置输出数据的宽度。

#include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    int num1 = 12, num2 = 1234;
    std::cout << std::setw(6) << num1 << std::endl;
    std::cout << std::setw(6) << num2 << std::endl;

    return 0;
}

上述代码中，setw(6)将输出宽度设置为 6。如果数据宽度小于设置的宽度，会在左侧填充空格；如果数据宽度大于设置的宽度，则按实际宽度输出。

（二）设置精度

对于浮点数输出，可以使用setprecision函数来设置精度。

#include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    double num = 3.1415926;
    std::cout << std::setprecision(4) << num << std::endl;

    return 0;
}

这里setprecision(4)将浮点数的精度设置为 4，即输出小数点后 4 位数字。

（三）进制输出

可以使用std::hex（十六进制）、std::oct（八进制）、std::dec（十进制）来控制整数的进制输出。

#include <iostream>

int main() {
    int num = 255;
    std::cout << "十进制：" << std::dec << num << std::endl;
    std::cout << "十六进制：" << std::hex << num << std::endl;
    std::cout << "八进制：" << std::oct << num << std::endl;

    return 0;
}

三、输入输出流的状态检查

在进行输入操作时，可能会出现错误情况，如输入不合法等。可以通过检查输入流的状态来判断输入是否成功。

#include <iostream>

int main() {
    int num;
    std::cout << "请输入一个整数：";
    std::cin >> num;
    if (std::cin.good()) {
        std::cout << "输入成功，您输入的整数是：" << num << std::endl;
    } else {
        std::cout << "输入错误！" << std::endl;
        // 清除错误状态
        std::cin.clear();
        // 忽略缓冲区中剩余的字符
        std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');
    }

    return 0;
}

std::cin.good()函数用于检查输入流是否处于正常状态。如果输入错误，可以使用std::cin.clear()清除错误状态，并使用std::cin.ignore()忽略缓冲区中可能残留的错误输入数据。